Hvad er en opvarmet byggeplade til? Første lag og lange dele

Spørg, hvad en opvarmet byggeplade er til, og de fleste svarer, at den får dele til at sidde fast. Det er mere ufuldstændigt end forkert, og denne manglende forståelse forklarer en række forvirrede beslutninger: købere, der specificerer et temperaturområde, de aldrig bruger, og operatører, der skylder pladen for et procesproblem. En 3D-printer gør én ting med sin plade, som en kold maskine ikke kan: den holder bunden af delen på en temperatur, du har valgt, i stedet for på rummets temperatur.

Troen på, at varme holder delen nede

Den kendte version lyder således: pladen er varm, det første lag griber fat, og delen overlever resten af byggeprocessen. Hver enkelt påstand er sand, men det er de konklusioner, folk trækker ud fra dem, hvor fejlene opstår.

Varme hjælper faktisk den første lag til at blive på plads, men af årsager, der også begrænser dens effekt. En varm filament tilpasser sig mere let overfladen nedenunder, hvilket er grunden til, at effekten optræder øjeblikkeligt og føles som greb. Det, som pladen ændrer, er polymerens tilstand ved grænsefladen – ikke overfladens tilstand. En varm plade kan skjule et problem med det første lag uden at løse det: en filament, der spreder sig ind i en varm overflade, ser ud til at sidde korrekt, selvom overfladen aldrig blev forberedt til det.

Hvad varmen faktisk gør

Det første, som varmen sikrer, er fuld kontakt mellem filament og plade. En filament, der lægges på en varm overflade, kan trykkes langs hele sin bredde, og netop denne kontakt gør det muligt at industrielle 3D-printere bygge en base, der opfører sig som ét stykke i stedet for en række filamenter, der blot rører hinanden. Den standardmæssige plade når 100 °C, og en valgfri varm bænke kan specificeres til at nå 150 °C, hvilket udvider listen over polymerer, der kan holdes i denne tilstand i stedet for blot at blive sat ned.

Begrænsning af bunden er, hvor en kold plade adskiller sig mest fra en varm plade. Polymer trækker sig sammen, når den forlader smeltetilstanden, og en bund på en kold plade bliver stiv tidligt, mens alt ovenpå stadig bevæger sig. Ved at holde pladen på en valgt temperatur bibeholdes de nederste lag fleksible i længere tid, så bunden ikke er i konflikt med lagene ovenpå midt i bygningen. Sengtemperaturen er mere afgørende for store dele end for små dele, fordi massen af polymer ovenfor bunden er, hvad der skaber konflikten.

Der er en tredje effekt, som virker på en langsommere tidskala. En tempereret glasplade, 6 mm tyk og holdt på temperatur, fungerer som en varmekilde under delen og dæmper, hvor hurtigt bunden af bygningen sætter sig i forhold til resten. Denne masse er årsagen til, at en lang bygning opfører sig anderledes end en kort bygning på samme maskine. Et valgfrit omslutningsrum på 60 °C ændrer også luften omkring bygningen.

Hvor troen ophører med at være nyttig

En opvarmet byggeplade forklaret som en tilhæftningsenhed er halvdelen af historien – og ikke den halvdel, der hjælper ved lange byggeprocesser. Varme renser ikke en overflade, og den jævner heller ikke en overflade: en plade med forkert geometri er stadig forkert ved 100 °C, og en plade med rester fra den forrige opgave har stadig disse rester. Formålet med den opvarmede plade er rent termisk, og alt, hvad der ikke er termisk, skal løses et andet sted på maskinen.

Håndtering er det andet sted, hvor denne tro svigter. En del, der fjernes fra en varm plade, forbliver blød i bunden bagefter, og at løfte den direkte ind i en fastspændingsanordning er, hvordan en formfejl opstår – en fejl, som maskinen aldrig har printet.

Hvorfor en lang del er den egentlige test

Ved en del, der tager fyrre minutter, udfører pladen sin funktion én gang – i begyndelsen. Ved en del, der tager to dage, arbejder pladen hele tiden under en voksende masse af polymer på en overflade, der skal opretholde en betingelse i stedet for at udløse én.

Det er her, at den anden risiko ligger: lange printprocesser giver pladen tid til at miste sin temperaturtilstand. Opvarmningen sker gradvist gennem en tyk plade, og et print, der starter, inden temperaturen har stabiliseret sig, begynder på en overflade, der stadig ændrer sig. Operatøren, der observerer den første lag, ser et normalt første lag; uoverensstemmelsen opstår stille og roligt hundrede lag senere som en base, der ikke længere svarer til den forudsatte temperatur. En varm printplade til lange printprocesser skal holde temperaturen i timer i stedet for minutter, så opvarm pladen til den ønskede temperatur, lad den stabilisere sig, og start printet, når overfladen har holdt op med at bevæge sig – ikke når displayet viser den ønskede temperatur. Opvarmningstiden for printpladen er et proces trin, ikke en venteperiode.

Vælg et tal uden at gætte

Temperaturen er ikke en egenskab ved maskinen. Den er en egenskab ved polymeren og geometrien foran dig, og den ligger inden for et interval i stedet for på et enkelt punkt. Dette interval skal kunne bruges til alle plader, som maskinen er bestilt med: fra 1.000 mm kvadratisk, via 1.600 mm bred, til 1.800 mm × 2.400 mm. En højere indstilling har mere polymer at påvirke på en større plade.

Start med, hvad polymeren gør, når den er varm. Beslutningen om printbædets temperatur for den første lag er baseret på at give grænsefladen tilstrækkelig mobilitet til at tilpasse sig uden at gøre filamenterne så bløde, at de deformeres under deres egen vægt. En plade, der kører varmere end polymeren ønsker, giver en bund, der synker sammen ved kanterne, og en genstand, der kræver hevning for at blive fjernet. For lav temperatur mislykkes i den modsatte retning og viser sig senere som en bund, der aldrig rigtig blev fæstet.

Justér én enkelt variabel ad gangen og observer basen i stedet for displayet: hvordan den opfører sig, når bygningen er færdig, og hvordan de første lag ser ud, når en testopgave skæres igennem. Hvis basen stadig er kompatibel, mens polymeren ovenpå er blevet stiv, så udfører temperaturen sin funktion.

Et leje-temperaturområde, der dækker de polymerer, du faktisk bruger, vil blive anvendt på de fleste opgaver. En højere maksimumstemperatur, som du aldrig når, er en specifikation snarere end en egentlig kapacitet. To tidsperioder er afgørende, inden du starter: hvor længe det tager for pladen at nå dens indstillede temperatur, og hvor længe det tager at køle ned igen, fordi afkøling af lejet før fjernelse ofte afgør, om en del kan håndteres ved skiftets afslutning.

Spørgsmål, der bør stilles, før du køber

Spørg efter pladens arbejdskapacitet som standard og som valgmulighed. Spørg, hvad pladen er fremstillet af, og hvor tyk den er: en tykkere plade reagerer langsommere, men holder temperaturen mere stabilt, hvilket er nyttigt på en storformat 3d printer . Spørg, hvor lang tid det tager at nå temperaturen fra kold tilstand, og om maskinen viser denne status på skærmen.

Det sværere spørgsmål er, hvad der sker, når bygningen tager lang tid. En højpræcise 3d-printer bliver købt til arbejde, der kører i timer, og pladens adfærd i løbet af disse timer er det, som ingen demonstration på første lag viser. Hvis svaret er et tal og en tid, blev senen designet. Hvis svaret er, at senen bliver varm, blev den blot opført.

Konklusion

En opvarmet sen er ikke en heftenhedsenhed og heller ikke en løsning på en uforberedt overflade. Den er temperaturregulering under dele, og den udfører tre funktioner: at lade det første lag opnå rigtig kontakt, at forhindre bunden i at blive stiv, mens lagene ovenpå stadig bevæger sig, og at moderere bunden ved en lang bygning. Det, som folk tilskriver den ud over dette, hører til overfladen, geometrien eller processen. Indstil den til polymeren, og giv den tid til at stabilisere sig. Resten er den opgave, den blev bygget til.